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第一章 绪论1

1.1引言1

1.2电磁场理论的模型、方法和体系2

1.2.1基本模型2

1.2.2静态场的理论体系4

1.2.3时变电磁场的理论体系10

1.2.4理论的学习13

第二章 矢量分析与场论基础15

2.1标量场和矢量场15

2.2三种正交坐标系16

2.2.1直角坐标系16

2.2.2圆柱坐标系17

2.2.3球坐标系18

2.2.4位置矢量和距离矢量20

2.3矢量的代数运算21

2.4标量场的梯度22

2.4.1标量场的等值面22

2.4.2标量场的梯度22

2.5矢量场的散度25

2.5.1矢量场的场图25

2.5.2矢量场的通量与散度26

2.5.3散度定理28

2.5.4拉普拉斯算子29

2.6矢量场的旋度31

2.6.1矢量场的环量与旋度31

2.6.2斯托克斯定理34

2.7亥姆霍兹定理35

2.8狄拉克函数36

2.8.1狄拉克函数的定义36

2.8.2狄拉克函数的应用37

2.8.3亥姆霍兹定理的证明39

习题41

第三章 静电场43

3.1自由空间中的静电场基本方程43

3.1.1库仑定律与叠加原理43

3.1.2电荷的分布形式45

3.1.3电场强度47

3.1.4自由空间中的静电场基本方程50

3.2电位及其方程54

3.2.1电位的引入54

3.2.2电位的方程57

3.2.3电场的图形显示60

3.3物质中的静电场63

3.3.1“自由空间”的物理图像63

3.3.2导体与静电场64

3.3.3电介质与静电场65

3.3.4物质中的静电场基本方程67

3.3.5媒质分界面条件70

3.3.6基本方程中电荷形式的再讨论77

3.4静电场边值问题78

3.4.1边值问题78

3.4.2解的唯一性定理83

3.4.3镜像法86

3.5电容101

3.5.1两导体之间的电容102

3.5.2多导体之间的部分电容103

3.6电场能量与电场力107

3.6.1电场能量107

3.6.2能量密度108

3.6.3电场力109

3.6.4虚位移法110

习题113

第四章 恒定电场120

4.1恒定电场的电流和电源120

4.1.1电流及电流密度120

4.1.2电流密度与电场强度的关系（欧姆定律的微分形式）122

4.1.3传导电流的热效应（焦耳定律的微分形式）123

4.1.4电源与电动势123

4.2恒定电场的基本方程125

4.2.1电流连续性方程125

4.2.2恒定电场的基本方程126

4.2.3媒质分界面上的连续性条件127

4.3导电媒质中的恒定电场与静电场的比拟130

4.4电导与电阻131

4.4.1电导与漏电导131

4.4.2部分电导134

4.4.3接地电阻135

4.4.4跨步电压137

习题138

第五章 恒定磁场141

5.1恒定磁场的基本方程141

5.1.1磁感应强度和毕奥-沙伐定律141

5.1.2磁通连续性原理和安培环路定理144

5.1.3媒质的磁化146

5.1.4安培环路定理的一般形式149

5.1.5媒质分界面上的边界条件152

5.2矢量磁位154

5.2.1矢量磁位的引入154

5.2.2矢量磁位的边值问题160

5.3标量磁位165

5.4镜像法168

5.5电感171

5.5.1自感和互感171

5.5.2内自感和外自感的计算172

5.5.3互感的计算175

5.6磁场能量和磁场力176

5.6.1磁场能量176

5.6.2磁场力179

习题182

第六章 静态场的边值问题188

6.1静态电磁场的数学模型188

6.1.1边值问题188

6.1.2静电场与恒定电场的场域边界条件190

6.1.3恒定磁场的场域边界条件194

6.2求解边值问题的方法概述198

6.3分离变量法200

6.3.1直角坐标系中的分离变量法200

6.3.2圆柱坐标系中的分离变量法205

6.4有限差分法211

习题217

第七章 时变电磁场基本方程220

7.1麦克斯韦方程组220

7.1.1电磁感应定律和全电流定律220

7.1.2时变电磁场方程组227

7.1.3时谐场中的复数表示231

7.2分界面上的边界条件234

7.2.1边界条件的一般形式234

7.2.2理想导体的边界条件235

7.3无源空间的电磁场方程236

7.3.1波动方程组236

7.3.2波动方程组的复数表示237

7.4位函数表示的电磁场方程238

7.4.1动态位238

7.4.2动态位方程组（达朗贝尔方程）及推迟项的意义241

7.4.3动态位方程组的复数表示244

7.5电磁场能量守恒定律（坡印亭定律）245

7.5.1坡印亭定律246

7.5.2坡印亭定律的复数形式249

7.6定解条件与唯一性定理251

习题252

第八章 低频电磁场——准静态场255

8.1准静态场方程255

8.1.1电准静态场方程256

8.1.2磁准静态场方程257

8.1.3准静态场的数学含义259

8.2低频电磁场的近似261

8.2.1准静态近似261

8.2.2高阶近似266

8.3集总参数电路近似269

8.3.1器件近似——元件的端口特性270

8.3.2基本规律近似——基尔霍夫定律270

8.3.3忆阻器——第四个电路器件273

8.4集肤效应和交流阻抗274

8.4.1集肤效应275

8.4.2交流阻抗278

8.5三相输电线的似静场280

8.5.1三相输电线的等效电荷280

8.5.2三相输电线的电场281

8.5.3三相输电线的磁场284

习题284

第九章 高频电磁场——电磁波286

9.1波与媒质电磁特性286

9.1.1波与频率286

9.1.2媒质电磁特性287

9.2电磁波的定向传播291

9.2.1定向传播的波动方程291

9.2.2波形297

9.2.3波速301

9.2.4传播特性304

9.3无界空间中的均匀平面电磁波309

9.3.1均匀平面电磁波309

9.3.2均匀平面电磁波的正入射314

9.3.3等离子体中的均匀平面电磁波316

9.4波导与传输线318

9.4.1矩形波导319

9.4.2平板波导324

9.4.3同轴传输线329

9.4.4传输线理论基础329

9.5辐射335

9.5.1电偶极子产生的时变电磁场336

9.5.2磁偶极子产生的时变电磁场338

9.5.3近场和远场339

9.5.4 LC电路与偶极振子343

9.6电磁辐射干扰与电磁屏蔽344

9.6.1电磁干扰344

9.6.2辐射耦合344

9.6.3电磁屏蔽345

习题348

附录349

附录A主要矢量运算式及微分算子运算式349

附录B电磁学的量和单位351

部分习题答案353

参考文献361